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1、山东能源临沂矿业集团王楼煤矿3C-5 启封孔注浆施工组织设计山东龙兴地质工程有限责任公司2013 年 11 月 28 日审批人员签字编 制：技 术 部：安 监 部：项目经理：总工程师：一、概述王楼煤矿位于济宁市市中区喻屯镇境内，隶属于临沂矿业集团有限公司，是山东东山矿业有限责任公司所办的一座现代化矿井。13301 工作面是三采区首采工作面。工作面煤层顶板到上部侏罗系地层底界距离，最小为 65m，平均 140m。13301 工作面开采的煤层为 3 上 煤，开采 3 上 煤的直接充水含水层为 3 上 煤层顶、底板砂岩含水层及局部地段的上侏罗系砂砾岩含水层。现该工作面涌水量为 580m3/h 左右。
2、位于 13301 工作面中的 3C-5 水文孔于 2008 年施工，孔口坐标为：X:3895217.510;Y:20459469.408，终孔深度 1030.34 米，该孔在施工结束后进行了流量测井，查明了含水层所在位置：第一个含水层埋深 462.00 米470.00 米，其厚度为M1=470.00-462.00=8.0 米，表现为出水状态，其出水量为0.05625L/S。第二含水层埋深 985.0 米989.50 米，厚度为 M2=989.50-985.00=4.50 米，表现为吸水状态，其吸水量为 0.05625L/S。为保证矿井安全生产，决定将 3C-5 钻孔启封后注浆，对该工作面涌水进
3、行封堵。为保证该工程顺利进行，特编制该施工方案。二、3C-5 孔原钻孔结构：一级孔径 168mm,孔深 294.57m；二级孔径 110mm，至孔底1030.34m。孔内套管情况：孔口至孔深 294.57m 为 146mm 套管。三、施工措施 1、施工设备（1）钻探主要设备为 TXB1600 型钻机，该种设备钻进效率高，且能满足各种注浆方式的操作；（2）泥浆泵选用 NBB260/7 型，施工现场至少要有 3 台，1 台保证正常打钻使用，1 台注浆用，一台注浆备用。2、施工工艺：（1）首先对钻孔进行试孔，以摸清孔内情况。该钻孔为两级孔径，首先用 127mm 钻头试孔至 294.57m，然后用 1
4、10mm 钻头试孔至孔深 1030.34m，如试孔时出现遇阻情况，可对钻孔冲扫至孔底。（2）待冲扫至孔底后提出钻具，测量钻孔水位，水位稳定后，将木塞下入火成岩顶板以下一米处，即孔深 565.45m，木塞上部墩入水泥球以止水，孔口密封，对孔口至 565.45m 处进行注浆，该注浆段压力设计为 9MPa；上段注浆达到终压后冲扫孔至孔底，测量钻孔水位，水位稳定后，将孔口密封，对孔口至 1030.34m 进行注浆，该注浆段设计压力为 10MPa。3、 钻孔施工主要措施（1) 钻塔基础必须水平，各种设备安装必须周正、紧固，平整，要求天轮、钻机立轴轴心和钻孔中心必须在同一条铅垂线上，施工中应注意随时测量，
5、发现偏斜必须及时纠正。钻机要固定在地梁上，在钻进过程中尽量减少钻机的震动。必须保证设备安装的垂直度。（2）开始冲孔过程中要人工进行，边磨边冲，只有遇到阻力后才允许用钻机扫孔，但必须轻压慢转，并保持压力和转速的稳定。（3）下钻时要轻掂轻放，严禁快速下放钻具，猛拉猛串。（4）上下钻具时要量好钻具，记清搁住钻具深度。4、施工安全措施（1）安装或拆卸钻塔施工安全措施1）基台安装必须稳固、水平、周正。钻塔底座与基台、基台上下两层之间，均必须用不小于 16mm 的螺栓连接牢固。2）铺设基台完毕待测平后方准立塔。钻塔塔材及其附件和各部螺栓必须齐全、合格，严禁以小代大或以劣代优。各种设备安装必须周正、紧固，平
6、整，要求天轮、钻机立轴轴心和钻孔中心必须在同一条铅垂线上，施工中应注意随时测量，发现偏斜必须及时纠正。3）安装或拆卸钻塔，开工前要召开安全会，统一指挥，明确分工，作业有序。作业前和作业中严禁饮酒，并不得在塔上嬉戏或打闹。4）进行塔上作业时必须系牢安全带，并戴安全帽。禁止塔上与塔下同时作业，非工作人员禁止在现场逗留。5）在拆卸钻塔时，安全带必须牢固系在尚未拆卸的钻塔上，严防高空坠落事故的发生。6）塔上作业所使用的工具，均需系有绳带，使用时握牢，螺栓应放在工具袋内，防止高空坠物伤人。7）安装或拆卸钻塔时，严禁由上向下或由下向上抛扔物件。8）钻塔必须埋设直径不小于 12mm 的绷绳，地锚长度不短于
7、1米，直径不小于 150mm。9）设置的工作台必须固定牢靠，台板厚度不得小于 60mm，并设有安全栏杆。（2） 钻进过程安全措施1）严格按钻进规程进行操作，不得违章操作。禁止出现人身事故。2） 严格钻具的检查制度，不合格的钻具禁止下入孔内。3）因故停钻时要把钻具提到安全孔段。4）一旦出现孔内事故，禁止用升降机强力提拔，以免发生意外事故。5）冲扫孔时操作人员不准离开钻机，并做到“三看” 、 “二听” 、“一及时” 。即看操作（档位）把手振动、给进压力和进尺速度，看泵压表及回水情况，看皮带及水接头情况；听机器运转声，听孔内振动声；发现异常及时停钻处理。5、环境保护及文明施工措施1）现场施工用的材料
8、要摆放整齐，明确标识。项目部，各钻机的生活区都要保持清洁，文明的环境。2）各种机具旁边必须悬挂操作规程标牌及安全警示标牌。3） 工具经常保持清洁、干净，管材摆放合理有序，各种车辆出车前要保持干净，各部位确保正常工作状态。4）现场按要求挖好排水沟、排污池，废水、废浆未经处理不准排放。5）有害、有毒物品定点存放，专人保管，防止乱放或丢失，化学剂不得露天存放，不能随地乱扔。6）在现场工作的工作人员，应遵守委托方的安全保卫及其他的有关规章制度，承担其有关资料保密义务。7） 施工结束后，占用土地要按占地协议规定及时予以回填复原，泥浆深埋或做无害化处理。8）要遵守当地村规民约，尊重当地民俗，搞好工农关系。
9、6、其它安全措施1）照明电压使用 36V 安全电压。2） 供电安全：钻机要配备配电盘，所有操作开关均必须使用空气开关，禁止使用刀闸开关。接电工作应有电工负责操作，严禁无证人员私自接电、挂线。所有跨路电缆必须进行架空或者埋设处理。所有接电点必须压紧，不得出现松动和裸露电缆接头的现象。所有电器设备必须有良好的接地。3） 要求做好设备安全防护装置的配备和检查工作，发现问题及时整改，防止设备带病或存在安全隐患作业。4）所有施工人员必须严格遵守劳动纪律，不得酒后上班，不得玩岗。5）定期进行安全检查工作，并明确专人负责。6）注意做好季节性防护工作。四、地面注浆工艺1、造、注浆系统为提高注浆效果及工作效率，
10、要求建立地面简易注浆站。造浆系统主要由散装水泥罐两台、一次搅拌机一台、二次搅拌池一座、清水池两个。注浆系统主要有注浆泵（2 台） 、注浆用高压管路若干、钻孔等构成密闭的高压系统。注浆站占地面积大约 400m2(即长宽=2020m)，便于容纳注浆系统和材料。注浆站内应设立电源站，电源站总功率不得低于注浆泵和抽水设施的功率之和不得小于 70KW/h。注浆站应设立供水系统，该系统供应水量不得小于 30m3/h。注浆站设有良好的排污系统，用于排泄注浆后的清池污水。2、注浆流程注水试验造浆注浆达到终压标准注水稳压停止注浆清洗注浆泵、输浆管路冲洗泵缸、并清洗搅拌机准备下次注浆。1)注浆前压清水至少 30m
11、in，视钻孔吸水量及泵压确定初始注浆浓度。2)造浆：按不同浓度的水灰重量比造浆，待其搅拌均匀后，方可放浆至二次搅拌贮浆池内，放浆时过筛，其筛孔网度不大于5mm，并及时将筛内赃物倒出。3)注浆：总体原则是先稀后浓再稀的原则。4)注清水稳压，目的是孔内浆液脱水固结，预防返浆。同时也是冲洗注浆泵及管路，其稳压时间为 20-30min。5)注浆后，先停泵再关闭孔口闸阀，然后冲洗注浆泵及输浆管路，直至水清为止。6)拆卸注浆泵的缸体再次检查并冲洗，不准留有残留物。7)注浆结束后，按各自分工岗位将设备及废弃物清理干净，保持清洁卫生。3、单液注浆工艺1）采用 425#普通硅酸岩水泥，水泥质量必须合格。2）水泥
12、浆水灰比一般控制在 2：10.6：1（质量比） ，也就是把水泥浆比重控制在 1.31.7 之间。原因是比重太小,影响水泥的初凝时间和结石强度，比重大于 1.7 以后，会在二搅池或注浆管路中形成沉淀，引起吸浆泵量的减少。3）若配合使用其他种类的添加剂，应在使用前进行各种配比情况下的混合浆液凝固试验。取得可靠的应用和操作数据，以便正确的应用于注浆操作。4、注浆参数1）注水泥浆时：水泥浆比重一般控制在 1.3-1.7，并视注浆情况及时进行调整。水泥浆液现场配制表水灰比 水泥（ kg） 水（kg） 制成浆液量（m 3） 比重(10 3kg/ m3)0.5:1 1200 600 1.000 1.80.6
13、:1 1100 660 1.026 1.7150.75:1 950 712 1.029 1.6151:1 750 750 1.000 1.51.25:1 650 812 1.029 1.4211.5:1 550 825 1.008 1.3642:1 450 900 1.050 1.2862）为了保证注浆过程中的安全和效果，必须对本次注浆的压力进行严格控制，既要满足充填裂隙，封堵含水层、破碎带和浆液扩散对注浆压力的要求，还要保证不能使太多的水泥浆液进入采空区埋没综采支架。注浆结束标准确定为注浆泵量不大于 40L/min，泵压不小于水压的 2 倍。5、注浆方式采用下行式方式进行，即自上而下进行注浆
14、封闭。注浆结束标准严格按照设计要求进行。注浆期间有跑浆或注浆一直不起压时，要及时采取提高比重，间歇注浆等注浆工艺。6、注浆质量保证措施本工程严格按照国际 IS09002质量认证体系进行注浆施工管理，项目部实行项目经理负责制，经理为工程总负责人，生产副经理负责制定施工规划，进行生产调度，指导安全文明施工；由技术负责人负责质量控制，在施工全过程组织全面质量管理活动，以确保施工质量。后勤负责人协助项目经理做好工地的文明施工。1) 对注浆管路的耐压检验：注浆管路连接好后，要进行注浆前的耐压检验，通过注浆泵压水对输浆管路进行打压试验，打压要求必须符合对含水层的注浆结束标准要求，即注浆管路耐压值达到10M
15、Pa 并持续 20min 时间内，管路无泄漏现象，并通过进行压水，了解注浆管路的阻力，为以后注浆时掌握注浆压力提供保障。2) 浆液的配制及质量要求：严格把好对浆液浓度的配制和检验关，必须控制注浆浆液浓度范围在设计浓度的0.2 范围之内，发现偏离及时调整，以保证注浆质量。要求水泥质量必须合格，水泥标号 42.5 级。水泥浆液密度本着先稀后稠的原则进行，比重一般控制在 1.3-1.7 之间。在力所能及的条件下，应该对每个含水层尽量注浆。3) 注浆过程中，组织人员专门负责注浆材料的供应和浆液的配制，根据注浆需要对注浆材料提前做好准备，确保注浆工作顺利进行。4) 压水实验：注浆前后都必须对注浆管路和注
16、浆含水层进行压水实验。注浆前压水主要检验管路的畅通、了解管路的阻力，判断含水层的受注能力以及注浆需要选择的参数。注后压水主要冲洗管路、用水把浆液推向较远的范围，并起到保留注浆通道，为下一步再次注浆提供保障的作用。5) 注浆后扫孔要求：为了既保证注浆加固质量，又保证顺利安全扫孔，要求在注浆后 4 小时内，钻孔不返浆的情况下进行冲扫钻孔。必须进行压水试验，只有压力满足结束标准后，方可结束。6) 对水电和注浆材料的供应要求：注浆过程中必须保证水电的正常供应，应使用双路电，以防止注浆失败甚至酿成重大工程事故。同时要保证现场注浆材料的足量及时供应，防止因材料短缺影响注浆效果。材料供应部门要有专人负责注浆材料的供应、协调和材料的质量验收工作，注浆材料根据注浆指挥部的技术要求进行采购，材料运到现场后，必须有专人负责化验，禁止不合格的材料用于注浆。7) 注浆后，必须对造、注浆系统进行冲洗和检修，保证其在下次注浆中的正常运转。8) 必须保
